CN109116443A - 雨量阳光传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雨量阳光传感器，包括光学屏蔽罩，以及设于光学屏蔽罩内的PCB板，所述PCB板与光学屏蔽罩的内定壁之间设有内投射层，光学屏蔽罩外表面设有外投射层；所述光学屏蔽罩贯穿有出光口和进光口，所述PCB板表面贯穿有圆锥形孔和通孔，所述PCB板下表面设有红外接收器和红外发射器，红外发射器发出的光线经圆锥形孔，内投射层，出光口投射至外投射层，红外接收器接收从通孔投射进来的光线。它的优点是通过在PCB板上设计圆锥形孔的方式，改变光学的传播路径，抛弃菲涅尔透镜方式，减少开发时间，降低产品整个的成本，提高成品率。
Description
技术领域
本发明涉及传感器，尤其是一种雨量阳光传感器。
背景技术
雨量阳光传感器系统是一种电子传感器，通过电子传感器检测前挡风玻璃处的雨量大小、光照强度或温度高低等信息，配合汽车其他功能模块实现自动控制汽车车灯/雨刮器/空调系统等功能。
雨量阳光传感器系统电子电路部分由红外发射接收管、核心算法MCU、LIN通讯模块组成。其中红外发射接受光路设计复杂，行业内主要是使用菲涅尔透镜方式改变光学路径，此方法成本高，设计复杂。
现有的雨量阳光传感器主要是基于光学散射基本原理，通过计算接收红外反射光能量大小来判断当前雨量的大小。由于红外发射管是广角发射，为了得到想要的光学角度，市面上大部分厂家都是通过菲涅尔透镜方式改变红外光发射和接收的光学路径，菲涅尔透镜开发难度大,材料成本高，生产工艺复杂，成品率相对较低.。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种雨量阳光传感器。
本发明的一种技术方案：
一种雨量阳光传感器，包括光学屏蔽罩，以及设于光学屏蔽罩内的PCB板，所述PCB板与光学屏蔽罩的内定壁之间设有内投射层，光学屏蔽罩外表面设有外投射层；所述光学屏蔽罩贯穿有出光口和进光口，所述PCB板表面贯穿有圆锥形孔和通孔，所述PCB板下表面设有红外接收器和红外发射器，红外发射器发出的光线经圆锥形孔，内投射层，出光口投射至外投射层，红外接收器接收从通孔投射进来的光线。
一种优选方案是所述内投射层和外投射层由硅胶材料制成。
一种优选方案是所述圆锥形孔靠近红外发射器侧的孔直径为2～3mm，圆锥形孔远离红外发射器侧的孔直径为3.5～4.5mm,圆锥形孔的深度为1.6mm，所述通孔的直径3.5～4.5mm。
一种优选方案是所述圆锥形孔靠近红外发射器侧的孔直径为2.2mm，圆锥形孔远离红外发射器侧的孔直径为4mm，所述通孔的直径4mm。
一种优选方案是所述内投射层和外投射层的折射率为1.45-1.55。
一种优选方案是所述圆锥形孔和通孔的数量分别为两个，每一圆锥形孔内对应设有一红外发射器，所述红外发射器发射发射波长为845～855nm光线，每一通孔内对应设有一红外接收器，所述红外接收器接收波长为845～855nm光线。
一种优选方案是所述红外发射器的中间发射点靠近圆锥形孔的边缘。
一种优选方案是所述雨量阳光传感器还包括覆盖在光学屏蔽罩下表面的下盖。
一种优选方案是所述雨量阳光传感器还包括用于接收并判断数据的MCU模块，MCU模块通过设有的LIN网络传输至外部汽车的执行模块。
综合上述技术方案，本发明的有益效果：通过在PCB板上设计圆锥形孔的方式，改变光学的传播路径，抛弃菲涅尔透镜方式，减少开发时间，降低产品整个的成本，提高成品率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的爆炸图；
图3是本发明中PCB板的立体图；
图4是本发明工作时的示意图一；
图5是本发明工作时的示意图二。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1至图5所示，一种雨量阳光传感器，包括光学屏蔽罩10，以及设于光学屏蔽罩10内的PCB板20，所述PCB板20与光学屏蔽罩10的内定壁之间设有内投射层30，光学屏蔽罩10外表面设有外投射层40；所述光学屏蔽罩10贯穿有出光口11和进光口12，所述PCB板20表面贯穿有圆锥形孔21和通孔22，所述PCB板20下表面设有红外接收器50和红外发射器60，红外发射器60发出的光线经圆锥形孔21，内投射层30，出光口11投射至外投射层40，红外接收器50接收从通孔22投射进来的光线。
如图1至图5所示，通过将PCB板设计成圆锥孔，不需要透镜的设计；红外发射器和接收器安装在PCB的下表面；通过计算后确定通孔22的形状以及安装位置。通过在PCB板上设计圆锥形孔的方式，改变光学的传播路径，抛弃菲涅尔透镜方式，减少开发时间，降低产品整个的成本，提高成品率。
如图1至图5所示，所述内投射层30和外投射层40由硅胶材料制成。
如图1至图5所示，所述圆锥形孔21靠近红外发射器60侧的孔直径为2～3mm，圆锥形孔21远离红外发射器60侧的孔直径为3.5～4.5mm,圆锥形孔21的深度为1.6mm，所述通孔22的直径3.5～4.5mm。一种优选的方案是，所述圆锥形孔21靠近红外发射器60侧的孔直径为2.2mm，圆锥形孔21远离红外发射器60侧的孔直径为4mm，所述通孔22的直径4mm。
如图1至图5所示，所述内投射层30和外投射层40的折射率为1.45-1.55。内投射层30和外投射层40透光率为75％以上。
如图1至图5所示，所述圆锥形孔21和通孔22的数量分别为两个，每一圆锥形孔21内对应设有一红外发射器60，所述红外发射器60发射发射波长为845～855nm光线，每一通孔22内对应设有一红外接收器50，所述红外接收器50接收波长为845～855nm光线。
如图1至图5所示，所述红外发射器60的中间发射点靠近圆锥形孔21的边缘。这样设计可以到达需要的发射角度，有效的较低辐射以及环境干扰，可保证产品的稳定性，防止由于错误的检测频繁的开启车灯、雨刮或空调操作。
如图1至图5所示，所述雨量阳光传感器还包括覆盖在光学屏蔽罩10下表面的下盖13。
如图1至图5所示，所述雨量阳光传感器还包括用于接收并判断数据的MCU模块，MCU模块通过设有的LIN网络传输至外部汽车的执行模块。
本发明通过卡扣安装在前挡风玻璃70指定区域，前挡风玻璃70和雨量阳光传感器中间填充硅胶，硅胶起到排除空气，减震作用。
如图1至图5所示，本发明的工作原理：当雨量阳光传感器接收到汽车启动信号时，雨量阳光传感器此时正常工作，两路红外发射器60，红外接收器50处于交替工作。
如图1至图5所示，圆锥形孔21和通孔22的数量分别为两个，每一圆锥形孔21内对应设有一红外发射器60，每一通孔22内对应设有一红外接收器50。当汽车前挡风玻璃70没有雨水71时，此时的光学路径是81和83。红外发射器60发射红外光，红外光只能对应的圆锥形孔21穿过，其中光学路径81发射角处于0-40°，直接通过内投射层30达到光学屏蔽罩10，再通过外投射层40传到汽车前挡风玻璃70后折射至汽车前挡风玻璃70外，并消失在空中；其中光学路径83是发射角处于40-60°，直接通过内投射层30达到光学屏蔽罩10，再通过外投射层40传到汽车前挡风玻璃70后反射回汽车前挡风玻璃70，再通过外投射层40达到光学屏蔽罩10，再通过内投射层30，穿过通孔22，此时两个红外接收器50处于交替工作状态，故红外接收器50可以接收到数据。
如图1至图5所示，当汽车前挡风玻璃70有雨水71时，此时的光学路径是81和82。红外发射器60发射红外光，红外光只能从圆锥形孔21穿过，其中光学路径81是发射角处于0-40°，直接通过内投射层30达到光学屏蔽罩10，再通过外投射层40传到汽车前挡风玻璃70并折射出汽车前挡风玻璃70外，消失在空中；其中光学路径82是发射角处于40-60°，直接通过内投射层30达到光学屏蔽罩10，再通过外投射层40传到汽车前挡风玻璃70后折射进入雨水71，并从雨水71进入空气中，消失，故红外接收器50接收不到该数据。
如图1至图5所示，本发明中，当红外发射器发射红外时，参照圆锥形孔21的设计，只有特定的角度的圆锥形孔21才能透过红外光；通孔22在特定的接收角度才能接收红外光，从而剔除外界红外干扰。
以上是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种雨量阳光传感器，其特征在于，包括光学屏蔽罩，以及设于光学屏蔽罩内的PCB板，所述PCB板与光学屏蔽罩的内定壁之间设有内投射层，光学屏蔽罩外表面设有外投射层；所述光学屏蔽罩贯穿有出光口和进光口，所述PCB板表面贯穿有圆锥形孔和通孔，所述PCB板下表面设有红外接收器和红外发射器，红外发射器发出的光线经圆锥形孔，内投射层，出光口投射至外投射层，红外接收器接收从通孔投射进来的光线。
2.根据权利要求1所述的雨量阳光传感器，其特征在于，所述内投射层和外投射层由硅胶材料制成。
3.根据权利要求1所述的雨量阳光传感器，其特征在于，所述圆锥形孔靠近红外发射器侧的孔直径为2～3mm，圆锥形孔远离红外发射器侧的孔直径为3.5～4.5mm,圆锥形孔的深度为1.6mm，所述通孔的直径3.5～4.5mm。
4.根据权利要求3所述的雨量阳光传感器，其特征在于，所述圆锥形孔靠近红外发射器侧的孔直径为2.2mm，圆锥形孔远离红外发射器侧的孔直径为4mm，所述通孔的直径4mm。
5.根据权利要求1所述的雨量阳光传感器，其特征在于，所述内投射层和外投射层的折射率为1.45-1.55。
6.根据权利要求1所述的雨量阳光传感器，其特征在于，所述圆锥形孔和通孔的数量分别为两个，每一圆锥形孔内对应设有一红外发射器，所述红外发射器发射发射波长为845～855nm光线，每一通孔内对应设有一红外接收器，所述红外接收器接收波长为845～855nm光线。
7.根据权利要求1所述的雨量阳光传感器，其特征在于，所述红外发射器的中间发射点靠近圆锥孔的边缘。
8.根据权利要求1所述的雨量阳光传感器，其特征在于，所述雨量阳光传感器还包括覆盖在光学屏蔽罩下表面的下盖。
9.根据权利要求1所述的雨量阳光传感器，其特征在于，所述雨量阳光传感器还包括用于接收并判断数据的MCU模块，MCU模块通过设有的LIN网络传输至外部汽车的执行模块。
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